一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法及系统与流程

本发明涉及智能供水的技术领域，尤其涉及一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法及系统。

背景技术：

随着城镇建设的快速发展，城镇建筑超高化、普遍化的不断发展，高层建筑用水需求与市政供水工程之间水量、水压的矛盾日益突出。二次供水方法可以有效缓解高层建筑供—用水矛盾，保障高层建筑的供水水量及水压需求，因此二次供水已成为城镇供水系统的重要组成部分。然而，在二次供水设施处极易发生二次污染问题，对用户的饮水健康造成严重威胁。

传统二次供水消毒方法为利用液氯进行消毒处理，液氯消毒经济高效且具有持续消毒的效果，但是由于液氯在生产、储存、运输及使用的各个环节均存在较大的安全风险，因而不适用于二次供水处消毒使用。

鉴于此，如何根据用水需求自动控制供水加压泵组,并达到时刻高效运行的目的,从而实现节能优化的效果，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法，通过利用传感器获取用户的用水信息，监测供水水箱的供水状态和水质状态，根据供水水箱的水质状态进行自适应的二次供水补加氯消毒处理，根据用户的用水信息以及供水水箱的供水状态，建立供水水箱泵组优化算法目标函数，通过求解供水水箱泵组优化算法目标函数，进行供水水箱中泵组的供水优化调度处理。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法，包括：

利用传感器获取用户的用水信息，并对所获取的用水信息进行预处理，并实时监测供水水箱的供水状态和水质状态；

根据供水水箱的水质状态，利用自适应的二次供水补加氯消毒处理算法对供水水箱进行加氯消毒处理；

根据用户的用水信息，建立供水水箱泵组优化算法目标函数；

求解供水水箱泵组优化算法目标函数，进行供水水箱中泵组的供水优化调度处理。

可选地，所述对所获取的用水信息进行预处理，包括：

在本发明一个具体实施例中，本发明在用户用水管道中设置水压传感器、水流传感器，获取用户的用水水压信息以及用水总量信息，并在供水水箱中设置水质传感器，实时监测供水水箱的水质状态；

对所获取的用水信息进行预处理，所述预处理流程为：

1)计算传感器采集数据的时间戳差值，当时间戳差值大于阈值时，时间戳较小的传感器读取下一帧数据，重复此过程直到所有数据的时间戳差值小于阈值；并将所有数据归一化为若干个时间长度为5s的时间序列数据；

2)将一个长度为n的时间序列数据x压缩为长度为n的序列{x1，x2，...，xn}，则序列中的第i个数据为：

其中：

xj为时间序列数据x中第j个数据。

可选地，所述利用自适应的二次供水补加氯消毒处理算法对供水水箱进行加氯消毒处理，包括：

在本发明一个具体实施例中，所述自适应的二次供水补加氯消毒处理算法根据供水水箱的进水水量动态调整氯的投加量；

所述自适应的二次供水补加氯消毒处理算法流程为：

1)获取二次供水水箱进水管瞬时进水流量qj，根据二次供水水箱进水管的瞬时进水流量确定氯的投加量：

qm＝α·qj

其中：

α为次氯酸钠的投加系数；在本发明一个具体实施例中，α与加氯量存在15倍关系，当α＝1时，对应的加氯量为0.15mg/l；

2)实时监测不同加氯量qm对应供水水箱中的自由氯含量p，并控制自由氯的含量范围为[px，py]，得到自由氯含量均值ps＝(px+py)/2，在任意两次加氯量对应的自由氯含量p1，p2，并计算供水水箱中氯的调节量δ：

δ＝(q1-q2)·(ps-p2)/(p1-p2)

其中：

q1，q2分别为任意两次的加氯量；

当水箱中自由氯含量px≤p≤py，此时δ＝0，此时不调节供水水箱中的氯含量；

当水箱中自由氯含量p＞py，此时δ＞0，此时减少次氯酸钠药剂的投加量；

当水箱中自由氯含量p＜px，此时δ＜0，此时增加次氯酸钠药剂的投加量；

3)根据调节后的加氯量，对次氯酸钠的投加系数进行修正：

α′＝α+δ/qj

其中：

α′为修正后次氯酸钠的投加系数；

利用修正后次氯酸钠的投加系数重新计算二次供水水箱的加氯量：

q′m＝α′·qj

其中：

q′m为修正后的二次供水水箱的加氯量。

可选地，所述建立供水水箱泵组优化算法目标函数，包括：

利用二次曲线对供水水箱箱泵的流量-功率进行拟合：

p＝a+bq+cq²

其中：

q为供水水箱箱泵在额定转速下的流量；

p为供水水箱箱泵在额定转速下的功率；

a，b，c为拟合后的参数；

建立供水水箱泵组优化算法目标函数：

其中：

qi表示第i台供水水箱泵在额定转速下的流量；

wi表示0-1决策变量，0表示供水水箱泵停止，1表示供水水箱泵开启；

n表示供水水箱中箱泵的台数；

所述供水水箱泵组优化算法目标函数的约束条件为：

其中：

qe为供水水箱供水总流量指标，在本发明一个具体实施例中，所述供水水箱供水总流量指标为所有用户的二次供水需水量数据，即用户用水量的时间序列数据中最近时刻的用水数据。

可选地，所述求解供水水箱泵组优化算法目标函数，包括：

1)对水箱泵的自身优化参数qi进行编码处理，设置自身优化参数qi的取值范围为[qmin，qmax]，用长度为h的二进制数表示种群个体x，得到每个水箱泵的编码值：

其中：

wi表示0-1决策变量，0表示供水水箱泵停止，1表示供水水箱泵开启；

2)计算不同供水水箱泵的自身适应度函数：

3)采用产生随机数的方法产生设定数量的水箱泵初始流量值数据；并根据个体适应度计算采用轮盘赌法进行选择操作，个体适应度计算即是在满足总流量需求qe条件下，计算总优化目标函数值，选择适应度大对应的水箱泵流量值数据作为父代种群；

4)读取水箱泵中交互地址中变量：邻居间互有约束关系并用于交互的优化参数-流量qi、当前电功率值pi、适应度值、遗传代数以及水箱泵id；

5)计算求和全水箱泵的minp；

6)判断是否达到最大迭代次数；若否，更新写地址中变量：新优化参数、新功率值、新优化目标值、遗传代数；更新交互地址中变量：新交互优化流量参数、新功率值；并重复上述算法步骤；

若是，输出优化结果：水箱泵的优化参数值-流量qi、水箱泵电功率pi、优化目标-总当前电功率值minp；根据所输出的优化结果，不同水箱泵进行对应的供水调度策略。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统，所述系统包括：

供水水箱数据获取装置，用于利用传感器获取用户的用水信息，并对所获取的用水信息进行预处理，并实时监测供水水箱的供水状态和水质状态；

数据处理器，用于根据用户的用水信息，建立供水水箱泵组优化算法目标函数；

二次供水补加氯消毒装置，用于根据供水水箱的水质状态，利用自适应的二次供水补加氯消毒处理算法对供水水箱进行加氯消毒处理；并求解供水水箱泵组优化算法目标函数，进行供水水箱中泵组的供水优化调度处理。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有二次供水补加氯消毒程序指令，所述二次供水补加氯消毒程序指令可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒的实现方法的步骤。

相对于现有技术，本发明提出一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法，该技术具有以下优势：

首先，本发明提出一种自适应的二次供水补加氯消毒处理算法，首先获取二次供水水箱进水管瞬时进水流量qj，根据二次供水水箱进水管的瞬时进水流量确定氯的投加量：

qm＝α·qj

其中：α为次氯酸钠的投加系数；α与加氯量存在15倍关系，当α＝1时，对应的加氯量为0.15mg/l；实时监测不同加氯量qm对应供水水箱中的自由氯含量p，并控制自由氯的含量范围为[px，py]，得到自由氯含量均值ps＝(px+py)/2，在任意两次加氯量对应的自由氯含量p1，p2，并计算供水水箱中氯的调节量δ：

δ＝(q1-q2)·(ps-p2)/(p1-p2)

其中：q1，q2分别为任意两次的加氯量；当水箱中自由氯含量px≤p≤py，此时δ＝0，此时不调节供水水箱中的氯含量；当水箱中自由氯含量p＞py，此时δ＞0，此时减少次氯酸钠药剂的投加量；当水箱中自由氯含量p＜px，此时δ＜0，此时增加次氯酸钠药剂的投加量；根据调节后的加氯量，对次氯酸钠的投加系数进行修正：

α′＝α+δ/qj

其中：α′为修正后次氯酸钠的投加系数；利用修正后次氯酸钠的投加系数重新计算二次供水水箱的加氯量：

q′m＝α′·qj

q′m为修正后的二次供水水箱的加氯量。相较于传统算法，本发明所述算法利用次氯酸钠溶液加药量的增量与之对应的自由氯的变化量之间存在的线性关系，对前一个投加周期的加药量修正，和对下一个投加周期的加药量进行预测，随着水质的变化，通过改变投加系数不断调整投加量，最终将水箱出口处水中自由氯控制在设定的范围，防止了加氯过量，有效减少了算法达到稳定运行的时间。

同时，本发明根据用户的用水信息，建立供水水箱箱泵组优化算法目标函数，所述用户的用水信息为用户用水量的时间序列数据；利用二次曲线对供水水箱箱泵的流量-功率进行拟合：

p＝a+bq+cq²

其中：q为供水水箱箱泵在额定转速下的流量；p为供水水箱箱泵在额定转速下的功率；a，b，c为拟合后的参数；建立供水水箱泵组优化算法目标函数：

其中：qi表示第i台供水水箱泵在额定转速下的流量；wi表示0-1决策变量，0表示供水水箱泵停止，1表示供水水箱泵开启；n表示供水水箱中箱泵的台数；所述供水水箱泵组优化算法目标函数的约束条件为：

其中：qe为供水水箱供水总流量指标，所述供水水箱供水总流量指标为所有用户的二次供水需水量数据，即用户用水量的时间序列数据中最近时刻的用水数据；所述供水水箱泵组优化算法目标函数的求解流程为：对水箱泵的自身优化参数qi进行编码处理，设置自身优化参数qi的取值范围为[qmin，qmax]，用长度为h的二进制数表示种群个体x，得到每个水箱泵的编码值：

其中：wi表示0-1决策变量，0表示供水水箱泵停止，1表示供水水箱泵开启；计算不同供水水箱泵的自身适应度函数：采用产生随机数的方法产生设定数量的水箱泵初始流量值数据；并根据个体适应度计算采用轮盘赌法进行选择操作，个体适应度计算即是在满足总流量需求qe条件下，计算总优化目标函数值，选择适应度大对应的水箱泵流量值数据作为父代种群；读取水箱泵中交互地址中变量：邻居间互有约束关系并用于交互的优化参数-流量qi、当前电功率值pi、适应度值、遗传代数以及水箱泵id；计算求和全水箱泵的minp；判断是否达到最大迭代次数；若否，更新写地址中变量：新优化参数、新功率值、新优化目标值、遗传代数；更新交互地址中变量：新交互优化流量参数、新功率值,并重复上述算法步骤；若是，输出优化结果：水箱泵的优化参数值-流量qi、水箱泵电功率pi、优化目标-总当前电功率值minp；根据所输出的优化结果，不同水箱泵进行对应的供水调度策略。在本发明所述算法中，各台水箱泵对自身优化目标进行优化，交互互有约束关系的流量参数，进行协同运行，降低了流量参数的计算复杂度，从而在满足总流量需求的同时，达到节能效果。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统的结构示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

通过利用传感器获取用户的用水信息，监测供水水箱的供水状态和水质状态，根据供水水箱的水质状态进行自适应的二次供水补加氯消毒处理，根据用户的用水信息以及供水水箱的供水状态，建立供水水箱泵组优化算法目标函数，通过求解供水水箱泵组优化算法目标函数，进行供水水箱中泵组的供水优化调度处理。参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法示意图。

在本实施例中，基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法包括：

s1、利用传感器获取用户的用水信息，并对所获取的用水信息进行预处理，并实时监测供水水箱的供水状态和水质状态。

首先，本发明利用传感器获取用户的用水信息，在本发明一个具体实施例中，本发明在用户用水管道中设置水压传感器、水流传感器，获取用户的用水水压信息以及用水总量信息，并在供水水箱中设置水质传感器，实时监测供水水箱的水质状态；

进一步地，本发明对所获取的用水信息进行预处理，所述预处理流程为：

1)计算传感器采集数据的时间戳差值，当时间戳差值大于阈值时，时间戳较小的传感器读取下一帧数据，重复此过程直到所有数据的时间戳差值小于阈值；并将所有数据归一化为若干个时间长度为5s的时间序列数据；

2)将一个长度为n的时间序列数据x压缩为长度为n的序列{x1，x2，...，xn}，则序列中的第i个数据为：

其中：

xj为时间序列数据x中第j个数据。

s2、根据供水水箱的水质状态，利用自适应的二次供水补加氯消毒处理算法对供水水箱进行加氯消毒处理。

进一步地，若监测到的供水水箱的水质状态ts小于预先设定的标准水质状态t，则利用自适应的二次供水补加氯消毒处理算法对供水水箱进行加氯消毒处理，在本发明一个具体实施例中，所述自适应的二次供水补加氯消毒处理算法根据供水水箱的进水水量动态调整氯的投加量；

所述自适应的二次供水补加氯消毒处理算法流程为：

1)获取二次供水水箱进水管瞬时进水流量qj，根据二次供水水箱进水管的瞬时进水流量确定氯的投加量：

qm＝α·qj

其中：

α为次氯酸钠的投加系数；在本发明一个具体实施例中，α与加氯量存在15倍关系，当α＝1时，对应的加氯量为0.15mg/l；

2)实时监测不同加氯量qm对应供水水箱中的自由氯含量p，并控制自由氯的含量范围为[px，py]，得到自由氯含量均值ps＝(px+py)/2，在任意两次加氯量对应的自由氯含量p1，p2，并计算供水水箱中氯的调节量δ：

δ＝(q1-q2)·(ps-p2)/(p1-p2)

其中：

q1，q2分别为任意两次的加氯量；

当水箱中自由氯含量px≤p≤py，此时δ＝0，此时不调节供水水箱中的氯含量；

当水箱中自由氯含量p＞py，此时δ＞0，此时减少次氯酸钠药剂的投加量；

当水箱中自由氯含量p＜px，此时δ＜0，此时增加次氯酸钠药剂的投加量；

3)根据调节后的加氯量，对次氯酸钠的投加系数进行修正：

α′＝α+δ/qj

其中：

α′为修正后次氯酸钠的投加系数；

利用修正后次氯酸钠的投加系数重新计算二次供水水箱的加氯量：

q′m＝α′·qj

其中：

q′m为修正后的二次供水水箱的加氯量。

s3、根据用户的用水信息，建立供水水箱泵组优化算法目标函数。

进一步地，本发明根据用户的用水信息，建立供水水箱箱泵组优化算法目标函数，所述用户的用水信息为用户用水量的时间序列数据；

利用二次曲线对供水水箱箱泵的流量-功率进行拟合：

p＝a+bq+cq²

其中：

q为供水水箱箱泵在额定转速下的流量；

p为供水水箱箱泵在额定转速下的功率；

a，b，c为拟合后的参数；

建立供水水箱泵组优化算法目标函数：

其中：

qi表示第i台供水水箱泵在额定转速下的流量；

wi表示0-1决策变量，0表示供水水箱泵停止，1表示供水水箱泵开启；

n表示供水水箱中箱泵的台数；

所述供水水箱泵组优化算法目标函数的约束条件为：

其中：

qe为供水水箱供水总流量指标，在本发明一个具体实施例中，所述供水水箱供水总流量指标为所有用户的二次供水需水量数据，即用户用水量的时间序列数据中最近时刻的用水数据。

s4、求解供水水箱泵组优化算法目标函数，进行供水水箱中泵组的供水优化调度处理。

进一步地，本发明求解供水水箱泵组优化算法目标函数，得到二次供水水箱中不同供水水箱泵的供水调度策略，所述供水水箱泵组优化算法目标函数的求解流程为：

1)对水箱泵的自身优化参数qi进行编码处理，设置自身优化参数qi的取值范围为[qmin，qmax]，用长度为h的二进制数表示种群个体x，得到每个水箱泵的编码值：

其中：

wi表示0-1决策变量，0表示供水水箱泵停止，1表示供水水箱泵开启；

2)计算不同供水水箱泵的自身适应度函数：

3)采用产生随机数的方法产生设定数量的水箱泵初始流量值数据；并根据个体适应度计算采用轮盘赌法进行选择操作，个体适应度计算即是在满足总流量需求qe条件下，计算总优化目标函数值，选择适应度大对应的水箱泵流量值数据作为父代种群；

4)读取水箱泵中交互地址中变量：邻居间互有约束关系并用于交互的优化参数-流量qi、当前电功率值pi、适应度值、遗传代数以及水箱泵id；

5)计算求和全水箱泵的minp；

6)判断是否达到最大迭代次数；若否，更新写地址中变量：新优化参数、新功率值、新优化目标值、遗传代数；更新交互地址中变量：新交互优化流量参数、新功率值；并重复上述算法步骤；

若是，输出优化结果：水箱泵的优化参数值-流量qi、水箱泵电功率pi、优化目标-总当前电功率值minp；根据所输出的优化结果，不同水箱泵进行对应的供水调度策略。

在本发明所述算法中，各台水箱泵对自身优化目标进行优化，交互互有约束关系的流量参数，进行协同运行，从而在满足总流量需求的同时，达到节能效果。

下面通过一个算法实验来说明本发明的具体实施方式，并对发明的处理方法进行测试。本发明算法的硬件测试环境为：inter(r)core(tm)i7-6700kcpu，软件为matlab2018a；对比方法为基于随机森林的二次供水补加氯消毒方法以及基于贝叶斯的二次供水补加氯消毒方法。

在本发明所述算法实验中，数据集为10g的用水数据。本实验通过将用水数据输入到算法模型中，将供水消毒的有效性作为算法可行性的评价指标，其中供水消毒的有效性越高，则说明算法的有效性、可行性越高。

根据实验结果，基于随机森林的二次供水补加氯消毒方法的供水消毒有效性为87.62，基于贝叶斯的二次供水补加氯消毒方法的供水消毒有效性为85.36，本发明所述方法的供水消毒有效性为90.18，相较于对比算法，本发明所提出的基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法能够实现更高的供水消毒有效性。

发明还提供一种基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统。参照图2所示，为本发明一实施例提供的基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统的内部结构示意图。

在本实施例中，所述基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1至少包括供水水箱数据获取装置11、数据处理器12、二次供水补加氯消毒装置13，通信总线14，以及网络接口15。

其中，供水水箱数据获取装置11可以是pc(personalcomputer，个人电脑)，或者是智能手机、平板电脑、便携计算机等终端设备，也可以是一种服务器等。

数据处理器12至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。数据处理器12在一些实施例中可以是基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1的内部存储单元，例如该基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1的硬盘。数据处理器12在另一些实施例中也可以是基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1的外部存储设备，例如基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，数据处理器12还可以既包括基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1的内部存储单元也包括外部存储设备。数据处理器12不仅可以用于存储安装于基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1的应用软件及各类数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

二次供水补加氯消毒装置13在一些实施例中可以是一中央处理器(centralprocessingunit,cpu)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行数据处理器12中存储的程序代码或处理数据，例如二次供水补加氯消毒程序指令16等。

通信总线14用于实现这些组件之间的连接通信。

网络接口15可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)，通常用于在该系统1与其他电子设备之间建立通信连接。

可选地，基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选的用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

图2仅示出了具有组件11-15以及基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1，本领域技术人员可以理解的是，图1示出的结构并不构成对基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

在图2所示的基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒系统1实施例中，数据处理器12中存储有二次供水补加氯消毒程序指令16；二次供水补加氯消毒装置13执行数据处理器12中存储的二次供水补加氯消毒程序指令16的步骤，与基于智能算法自动控制的二次供水补加氯消毒方法的实现方法相同，在此不作类述。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有二次供水补加氯消毒程序指令，所述二次供水补加氯消毒程序指令可被一个或多个处理器执行，以实现如下操作：

利用传感器获取用户的用水信息，并对所获取的用水信息进行预处理，并实时监测供水水箱的供水状态和水质状态；

根据供水水箱的水质状态，利用自适应的二次供水补加氯消毒处理算法对供水水箱进行加氯消毒处理；

根据用户的用水信息，建立供水水箱泵组优化算法目标函数；

求解供水水箱泵组优化算法目标函数，进行供水水箱中泵组的供水优化调度处理。

需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。